如何在派生类构造函数后强制调用基类函数？

Question

我正在寻找一个干净的C++惯用语来处理以下情况：

class SomeLibraryClass {
  public:
    SomeLibraryClass() { /* start initialization */ }
    void addFoo() { /* we are a collection of foos */ }
    void funcToCallAfterAllAddFoos() { /* Making sure this is called is the issue */ }
};
class SomeUserClass : public SomeLibraryClass {
  public:
    SomeUserClass() {
      addFoo();
      addFoo();
      addFoo(); // SomeUserClass has three foos.
    }
};
class SomeUserDerrivedClass : public SomeUserClass {
  public:
    SomeUserDerrivedClass() {
      addFoo(); // This one has four foos.
    }
};

因此，我真正想要的是让SomeLibraryClass在构建过程结束时强制调用funcToCallAfterAllAddFoos。用户不能将其放在SomeUserClass :: SomeUserClass（）的末尾，否则会破坏SomeUserDerrivedClass。如果他将其放在SomeUserDerrivedClass的末尾，则永远不会为SomeUserClass调用它。

为了进一步说明我的需求，请想象/* start initialization */获取锁，并且funcToCallAfterAllAddFoos（）释放锁。

编译器知道对象的所有初始化何时完成，但是我能通过某些好的技巧获得这些信息吗？

- Mike Elkins

Answer 1

我可能会使用某种工厂来实现这个功能。下面的代码应该被理解为伪代码，我还没有尝试编译它或者其他什么。

class LibraryClass
{
public:
   template<typename D>
   static D *GetNewInstance()
   {
      // by assigning the new D to a LibraryClass pointer, you guarantee it derives from LibraryClass at compile time
      // that way, the user can't accidentally type "LibraryClass::GetNewInstance<int>()" and have it work
      LibraryClass *c = new D();
      c->funcToCallAfterAllAddFoos();
      return c;
   }

   ...
};

- moswald

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+1. 这是唯一一个允许“SomeUserDerrivedClass”模式有效工作（派生类继承父类的Foo）的答案。 - Billy ONeal

不，任何构造函数传递的方法都可以工作，你只需要在从派生类传递的集合上进行构建。 - Stephen

然而，所有派生类的构造函数都必须是public，所以可能会意外绕过工厂。有什么解决办法吗？ - Thomas

@Thomas：我不明白将构造函数设为公共的要求。工厂可以（而且可能应该）是一个友元类/函数。请注意，这不会破坏封装性也不会增加耦合：工厂和创建的对象已经紧密耦合，并且您仍然控制工厂方法，因此您拥有与实现类方法相同的控制权。 - David Rodríguez - dribeas

实现中在返回语句中缺少一个 static_cast 回到 D。可以使用模板元编程执行相同的检查，或者直接跳过，因为它不会与 int 编译：funcToCallAfterAllAddFoos 不会编译...而且使用该方法名称的类匹配模板要求的层次结构之外的机会很小 :P - David Rodríguez - dribeas

@dribeas：将工厂设置为“友元”可以算作是“绕过这个问题的方法”，谢谢 :) 当然，派生类仍然可能会意外地声明一个“公共”构造函数，但是无法防止这种情况的发生。 - Thomas

Answer 2

我不确定这是否可行。但是，您可以稍微重新设计一下：给您的基类构造函数一个参数std::vector<Foo> const &foosToBeAdded，并让派生类传递正确的foo：

class SomeLibraryClass {
  public:
    SomeLibraryClass(std::vector<Foo> const &foosToBeAdded) {
      /* start initialization */
      std::for_each(foosToBeAdded.begin(), foosToBeAdded.end(),
                    std::bind1st(std::mem_fun(&SomeLibraryClass::addFoo), this));
      funcToCallAfterAllAddFoos();
    }
  private:
    void addFoo(Foo const &someFoo) { /* we are a collection of foos */ }
    void funcToCallAfterAllAddFoos() { /* this is now called at the right time */ }
};

class SomeUserClass : public SomeLibraryClass {
  public:
    SomeUserClass() :
      SomeLibraryClass(makeAFooVector())
    {
    }
  private:
    std::vector<Foo> makeAFooVector() { /* return a vector with three Foos */ }
};

通过让SomeUserClass构造函数接收vector的Foo，可以扩展该模式。然后在调用基类构造函数之前，它会将自己的Foo添加到列表中。

您也可以传递迭代器而不是vector。留作练习。

- Thomas

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小问题：应该使用std::for_each而不是显式的for循环。+1 - Billy ONeal

谢谢，已编辑。我知道那个，但如果不先尝试编译它，我就不会弄对了 ;) - Thomas

坦白地说，我认为for比绑定更明确...我正在等待lambda表达式！无论如何，这显然是更好的解决方案，没有变通方法，也没有意外创建行为不当的派生类的风险。 - Matthieu M.

Answer 3

尝试使用非虚拟接口习惯用法。将公共方法设置为非虚拟的，但是让它调用一个私有虚拟方法。派生类重写此私有虚拟方法（是的，派生类可以重写私有虚拟方法）。在公共非虚拟方法中放置锁定内容，围绕对私有虚拟方法的调用。

编辑： 仔细查看代码后，我认为您最好在基类中有一个构造函数，该构造函数接受Foo对象的容器并将它们添加到其中。

- Fred Larson

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那怎么能解决问题呢？当构造完成时，仍然有人必须调用虚方法。 - moswald

不，虚方法的唯一调用者是非虚方法。派生类不需要调用任何东西。 - Fred Larson

但是这样虚方法会被基类构造函数（间接地）调用，而基类构造函数是第一个运行的，而不是最后一个... - Thomas

唉，我没有仔细查看代码，没看到这是从构造函数中调用的。 - Fred Larson

@Mike Elkins：是的，我讨厌这种情况。但也许我的编辑更接近标准了？ - Fred Larson

Answer 4

为什么要提供一个公共的addfoo方法呢？你说这都是初始化，那就让集合在构造函数中传递吧。

然后你可以从构造函数中调用非虚拟functocall函数。

- Stephen

Answer 5

由于C++不允许反射，因此您无法直接获取此信息。（尽管可能有一些我不知道的方法可以防止编译成功）

但是，我对这里的设计表示质疑。如果SomeLibraryClass完成后释放锁定是否更有意义？如果您担心多次调用AddFoo的效率，您的库可以提供一个接受std::vector<Foo>的成员，它只需要获取和释放一次锁。

- Billy ONeal

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需要澄清的是，在添加期间必须保持锁定状态，直到对象准备就绪才能释放。在每次 addFoo 后释放锁定不仅效率低下，而且是错误的。 - Mike Elkins

@Mike Elkins：我并不是说在每个AddFoo之后都要发布它。我的意思是，一个简单的解决方案是传递一个vector<Foo>，这样可以通过单个函数调用添加所有的Foos。然后添加Foos的函数可以自行释放锁定。 - Billy ONeal

关于采用向量的方法，可能会起作用，但是如何使创建SomeUserDerrivedSubclass变得容易呢？在从SomeUserClass调用到SomeUserDerrivedSubclass结束之前，我必须通过锁定来保持它。 - Mike Elkins

@Mike Elkins：不是这样的。但是，如果是这种情况，强制派生构造函数调用您的方法也不起作用，因为SomeUserClass完成构造并在SomeUserDerivedClass完成构造之前调用您的方法。SomeUserClass没有神奇的方式知道它正在构造一个派生类。 - Billy ONeal